Prosty filtr przeciwzakłóceniowy.

Witam!
Stanąłem przed problemem zbudowania prostego filtru do kilku urządzeń elektronicznych, który miałby zapobiegać przepięciom i przenikaniem do nich (do urządzeń, nie do przepięć ) zakłóceń od strony sieci. Pomyślałem, że nie ma sensu wywarzać otwartych drzwi i postanowiłem posiłkować się sprawdzonymi rozwiązaniami z zasilaczy komputerowych. Zdecydowałem się na klasyczny jedno-stopniowy filtr typu PI poprzedzony dławikiem skompensowanym, a zakończony warystorem.
Moc pobierana przez urządzenia nie przekracza 750W, a docelowo chciałbym, aby filtr wytrzymał około 1200-1300W. Stanąłem zatem przed problemem samodzielnego nawinięcia dławików do filtru i w związku z tym mam kilka pytań.



Do samego filtru PI chętnie wykorzystałbym rdzeń proszkowy wymontowany kiedyś ze strony pierwotnej zasilacza ATX (żółty rdzeń ze zdjęcia poniżej), gdzie pełnił identyczną funkcję. W zasilaczu, w którym pracował był nawinięty dość gęsto drutem 0,4mm^2. Chciałbym przewinąć go drutem DNE 1,0 - 1,2mm^2. Czy przy założeniu maksymalnego prądu na poziomie 5-6A ilość zwoi na tym rdzeniu jest krytyczna? Jeśli tak, to jak ją dobrać?


Sprawa druga tyczy się dławika skompensowanego, do budowy którego chciałbym wykorzystać rdzeń EE ze zdjęcia poniżej (również z jakiegoś powypadkowego ATX-a). Tu, jak wyczytałem w kilku tematach na elektrodzie i nie tylko, ilość zwoi dobiera się według klucza - im więcej, tym lepiej. Moje pytanie tyczy się natomiast tego, w jaki sposób nawinąć oba uzwojenia. W większości widzianych przeze mnie filtrów były one nawinięte na środkowej kolumnie oddzielnie (często w specjalnych plastikowych "foremkach"). Jak rozumiem miało to zapewnić izolację elektryczną pomiędzy uzwojeniami, pomiędzy którymi panuje napięcie sieciowe. Czy lepiej jest "podzielić" kolumnę rdzenia na pół i nawijać oba uzwojenia obok siebie (pośrodku izolując), czy też może nawinąć jedno na drugie dodając między nie izolację? A może nawijać oba razem, bifilarnie?


Przepraszam za jakość zdjęć i z góry dziękuję za okazaną pomoc oraz wszelkie sugestie.

Nie przepraszaj za jakość zdjęć, tylko zrób ostre zdjęcia. Lepiej zrobić ostre z trochę większej odległości niż z bliskiej na którym nic nie widać.

Sądząc po poprzeczce biały rdzeń toroidalny jest rdzeniem dławika skompensowanego - niepotrzebnie go rozwijałeś. Rdzeń żółty to prowdopodobnie rdzeń proszkowy, czarny - UFO - trzeba by go dopiero pomierzyć.

Nie nawijaj dławika skompensowanego na rdzeniu EE jeśli nie masz karkasu dwusekcyjnego. A już tym bardziej nie nawijaj bifilarnie. Tak można robić w przypadku niskich napięć ale nie w dławiku dla urządzeń sieciowych.

Zdjęcia postaram się później, przy świetle dziennym, zrobić nieco lepsze, ale cudów niestety nie będzie, bo to tylko aparat z komórki.
Biały rdzeń rzeczywiście jest prawdopodobnie po dławiku skompensowanym, ale jego średnica wewnętrzna to raptem 9mm, więc ciężko będzie zbyt dużo na nim nawinąć przy założonym przekroju drutu. Czarny rdzeń jest tak naprawdę... zielony (niestety kłania się jakość zdjęć) i wygląda mi na ferryt, ale nie pamiętam skąd pochodzi.

Jeśli chodzi o rdzenie EE, to mam jeszcze podobne rdzenie z karkasami dwu sekcyjnymi. Mam na nich nawet uzwojenia, ale drut w granicach 0,4-0,5mm, a to daje gęstość prądu od 25A/mm^2 wzwyż (późna pora, ale dla dławika skompensowanego liczy się ją chyba tak samo, prawda?), a w urządzeniu nie mam miejsca na dodatkowy wentylator, czy może raczej turbinę.

Dodano po ładnych kilku godzinach.

No cóż, zdjęcia lepszego zrobić mi się nie udało (fajnie to wszystko wygląda w telefonie, ale jak się wrzuci do komputera, to już jest gorzej), ale takie coś wyszło spod skanera:

Mam identyczny rdzeń EE z karkasem i nawiniętymi uzwojeniami. Wymiarowo odpowiada E 25/10/6 z OFERTY FERSTERA, tylko nie wiem jaki dokładnie małe żółte rączki zastosowały materiał.
Policzyłem sobie, że dla średnicy drutu 1,2mm przy prądzie 6A wychodzi gęstość prądu ponad 5A/mm^2, a to chyba też trochę za dużo bez wymuszonego chłodzenia.

Nadal mam pewne wątpliwości co do nawinięcia dławików do filtru (tym razem zamieszczam jego schemat, żeby nie było wątpliwości o czym piszę).


Na początku założyłem sobie, że nawinę oba filtry drutem o średnicy 1,2mm (a nie o przekroju 1,2mm^2 jak z rozpędu napisałem w pierwszym poście). Drut dobrałem "na oko", bo taki akurat mam, ale okazuje się, że chyba jednak będzie konieczna wizyta u okulisty, bo po wyliczeniu gęstość prądu wychodzi mi ponad 5A/mm^2 przy założonym prądzie 6A. Dla transformatorów sieciowych zakłada się zwykle maksymalną gęstość prądu na poziomie 2,5-3A/mm^2. A jaką mogę założyć dla dławika skompensowanego na rdzeniu EE oraz dla filtru L3 na rdzeniu proszkowym? Brak chłodzenia wymuszonego, więc nie chciałbym, żeby za mocno się nagrzewały.

Chciałbym też jeszcze raz prosić o odpowiedź na pytanie ile zwojów powinienem nawinąć dla dławika L3? Czy tu też prawdziwa jest reguła jak dla dławika skompensowanego - im więcej, tym lepiej?

L3 za kondensatorami Y (10 nF) a nie przed. Obecnie wprowadza niesymetrię.

Dławik L3 nie może się nasycać. Bez wymiarów rdzenie nie sposób określić jego parametrów, w tym dopuszczalnego prądu w A*zw.
Drut o średnicy 1 mm w transformatorze, to 2A ale w otwartym dławiku już spokojnie 2-3 razy tyle.

-RoMan- wrote:

Dławik L3 nie może się nasycać. Bez wymiarów rdzenie nie sposób określić jego parametrów, w tym dopuszczalnego prądu w A*zw.

Już śpieszę z wymiarami:
- średnica zewnętrzna: 20,5mm,
- średnica wewnętrzna: 12mm,
- wysokość: 6,5mm.
Nie musiałbym też AL pomierzyć? Pech chce, że nie mam w tej chwili pod ręką miernika z pomiarem indukcyjności.

-RoMan- wrote:

L3 za kondensatorami Y (10 nF) a nie przed. Obecnie wprowadza niesymetrię.

Rozumiem, że w układzie jak na rysunku aby nie było niesymetrii musiałbym zastosować identyczne dwa dławiki na obu torach?

Rdzeń tej wielkości z materiału -26 (żółto-białe malowanie wskazuje na ten materiał) ma AL = 14 i przekrój 0.226cm^2.

Z wzoru B = n*I*AL/Ae można wyciągnąć wzór n*I =B* Ae/AL
Dla materiału -26 B może przekraczać nawet 1000mT (10000 Gs) co oznacza, że ten rdzeń wytrzyma spokojnie 160 A*zw. Ponieważ częstotliwość jest niska - podgrzewania rdzenia nie będzie.
Nie podajesz charakteru obciążenia - dla obciążenia rezystancyjnego przy 6A wartości skutecznej prąd szczytowy wyniesie ok. 8.5A czyli na tym rdzeniu możesz nawinąć 160/8.5 = ok. 19 zwojów co da indukcyjność ok. 5 uH.
Jeśli obciążeniem będzie jakikolwiek prostownik z ładowanymi kondensatorami, chcby za transformatorem, to liczbę zwojów trzeba znacząco zmniejszyć - nawet 3-krotnie. Co sprowadza nam indukcyjność dławika do 0.5 uH - poniżej granicy absurdu. Ten rdzeń jest za mały na sensowny dławik.

Edycja:

Pomieszałem jednostki i nawet się nie zastanowiłem, że coś za mało tu wychodzi. Ma być max 1600 A*zw, co daje nam odpowiednio większe indukcyjności możliwe do uzyskania nawet przy obciążeniu pojemnościowym.

Jeśli chodzi o obciążenie, to tak jak pisałem w pierwszym poście, będą to głównie urządzenia elektroniczne, więc, niestety, należy się spodziewać pojemności wejściowych w przetwornicach zasilaczy.

Rozumiem, że przy maksymalnym prądzie 1600 A*zw otrzymamy:
$$zw=\frac{1600}{8.5*3}\approx{62}$$
co da indukcyjność:
$$L=A_L*zw^2=14*10^{-9}*62^2\approx{54}\mu H$$
czyli chyba całkiem przyzwoicie.
Z drugiej strony ciężko będzie mi tyle nawinąć na tym rdzeniu. TU napisał kolega, że najlepiej nawinąć taki dławik jedną warstwą uzwojenia. Biorąc pod uwagę, że, dla spokoju sumienia, zdecydowałem się nawijać oba dławiki jednak drutem 1,5mm, to jedna warstwa zamknie się w granicach 20-25 zwojów, a to daje indukcyjność $$5,6-8,7\mu H$$czyli raczej mało. Zostawić tak czy może lepiej wykorzystać jakiś rdzeń od dławika wyjściowego z ATX-a? Coś tam zawsze się w gratach znajdzie.

Ale dławik szeregowy w filtrze nie musi mieć wielkiej indukcyjności. Jeśli nie występują jakieś naprawdę szczególne warunki, to zostaw tak jak jest.

Co do spokoju sumienia - jednowarstwowe dławiki można nawijać naprawdę szokująco cienkim drutem. 1 mm to aż nadto dla 6A skutecznego prądu.

Wszystko jasne. Bardzo dziękuję za pomoc i poświęcony czas!